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Bi-2212高温超電導ケーブル導体の製作と評価

Bi-2212高温超导电缆导体的制备与评价

基本信息

批准号：
13750261
负责人：
野地英樹
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Miyakonojo National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

高温超電導ケーブルの交流損失の計算方法を開発し、交流損失が最小になるケーブル導体の設計を行った。交流損失の計算は、ケーブル導体の交流特性を電気回路モデルでモデル化し、それを基にして行った。まず、各層の電気抵抗値をノリスの式の近似式で求めた。次に、自己インダクタンスおよび相互インダクタンスは、発生磁場を周方向磁場と軸方向磁場に分類し、2種類のインダクタンスとした。これより発生電圧方程式を立て、解が収束するまで連立方程式を解く。得られた解より自己磁場損失W_<self>が求まる。このとき、各層に流れる電流も求まるので、この値から各層に印加される周方向磁場と軸方向磁場を求める。各層の通電電流値と印加磁場の値をCarrの式に代入し、周方向磁場損失W_<Bc>と軸方向磁場損失W_<Ba>を求める。これより、ケーブル導体のトータルの交流損失W_<tot>はW_<tot>=W_<self>+W_<Bc>+W_<Ba>、より求まる。この計算結果と、住友電工と東京電力が共同開発している114MVA高温超電導ケーブルの交流損失の実測値はよく一致することが分かった。さらに、W_<tot>は軸方向磁場損失W_<Ba>が支配的であることが明らかになった。114MVA高温超電導ケーブルの各層の電流分布を求めてみると、導体部の各層の電流値は均流化されていることが分かった。それに対して、シールド部では外層ほど電流値が高くなっていた。この均流化は、各層の高温超電導テープの巻きつけピッチを調整することで達成される。均流化により自己磁場損失は最小化されるのだが、このケーブル導体では軸方向磁場損失が支配的なため、均流化により全体の交流損失が最小化されるかは疑問である。そこで、Wtotが最小化する巻きつけピッチの値を求めたところ、1000A通電で0.7W/mの交流損失が0.5W/mまで低減できることが明らかになった。

The calculation method of AC loss of high-temperature superconducting conductor is open, and the design of conductor with minimum AC loss is carried out. Calculation of AC losses, AC characteristics of electrical conductors, circuit modification of electric circuits, and conduction of AC conductors.まず, each layer's electric resistance value をノリスの式のapproximation formula is required. Tsuna, oneself インダクタンスおよび mutual インダクタンスは, 発生Magnetic field をCircumferential magnetic field and axial magnetic field are classified into two categories.これより発 Electrical pressure equation を Establish て, solution が convergence するまで Continuously standing equation を Solution く. Getられたsolvedよりown magnetic field loss W_<self>がfindまる.このとき, each layer's に current and れる current もまるので, このつから each layer's に inca される circumferential magnetic field and axial direction magnetic field をめる. Substituting the energizing current value of each layer and the Inca magnetic field value into the Carr formula, the circumferential magnetic field loss W_<Bc> and the axial magnetic field loss W_<Ba> are calculated.これより, ケーブル conductor のトータルの AC loss W_<tot>はW_<tot>=W_<self>+W_<Bc>+W_<Ba>, より问まる. The calculation results are consistent with the results of the AC loss test of the 114MVA high-temperature superconductor jointly developed by Sumitomo Electric and Tokyo Electric Power Co., Ltd.さらに、W_<tot>は-axis direction magnetic field loss W_<Ba>が is dominated by であることが明らかになった. 114MVA high-temperature superconducting electric current distribution in each layer is determined, and the current distribution in each layer of the conductor is uniformly distributed.それに対して、シールド部ではOuter layer ほど Current value が高くなっていた. The uniform fluidization of each layer and the high-temperature superconductivity of each layer are achieved by adjusting the flow rate. Uniform current distribution and minimization of self-magnetic field loss. Axis direction magnetic field of conductor and conductor. The control of loss is done, and the flow is equalized and the exchange loss is minimized.そこで、Wtotがminimizationする巻きつけピッチの値をquestめたところ、1000A pass The AC loss of electricity is 0.7W/m and the reduction is 0.5W/m.